根據請求選擇性地分配帶寬的碼分多址通信系統的製作方法
2023-08-06 06:38:06 2
專利名稱：根據請求選擇性地分配帶寬的碼分多址通信系統的製作方法
技術領域：
本申請一般涉及無線通信系統。更具體地，本申請涉及無線數字碼分多址(CDMA)通信系統，該系統包括基站和多個用戶並根據用戶單元請求或希望與用戶單元建立通信的實體的請求選擇性地分配帶寬。
背景技術：
隨無線通信系統容量和可靠性的提高，電信工業對無線電技術的應用已顯著地增長。曾經僅看作是一種發送話音通信的方便方法的數字無線通信系統現在是提供所有形式的通信傳輸所必需的，所述通信包括簡易老式電話業務(POTS)、綜合業務數字網(ISDN)、可變比特率(VBR)數據業務、寬帶業務、專線業務和分組數據業務。儘管傳輸上述所有類型的業務在技術上是可行的，但是高數據速率通信所需的大量帶寬已使這些業務中的多種業務變得不經濟。因為要求接入無線數字通信系統的用戶數目已經增加，對於每種通信依靠寬帶寬已經不現實。
分配給無線通信系統用於公用的有限帶寬已逐漸升值。因為不可能為現有應用分配支持用戶增加的額外帶寬，電信軟硬體和軟體中的許多新發展已致力於使用更窄的帶寬而增加數據傳輸速率。
因此，需要一種更有效地使用所分配帶寬並支持與常規有線網絡相同的高數據速率業務的無線數字通信系統。
發明內容
本發明是一種CDMA無線數字通信系統，該系統使用最窄帶寬為特定應用提供所有類型的話音和數據通信。該系統根據用戶請求有效地分配ISDN帶寬。根據用戶初始化，系統建立信道並生成必需的擴展碼以支持用戶單元所需的最高容量信道。然而，在用戶單元實際請求之前系統並不閒置部分通信帶寬。因為在來自該特定用戶單元的任一呼叫開始時執行呼叫建立，包括擴展碼的分配，用戶單元可快速地獲得支持特定應用所需的部分頻譜。
因此，本發明的目的是提供一種無線數字擴頻通信系統，該系統有效地使用擴頻帶寬，支持包括POTS和ISDN的多種電話業務。
根據本發明的一個方面，提供了一種支持與使用多個通信信道的基站的多個通信速率的方法，該方法包含處理用以傳送的第一通信；連續地決定需要用來支持該第一通信的數據速率；對應所述決定步驟，分配足夠的通信信道數，以通過上述信道以該數據速率進行傳送；當所需要的數據速率改變時，將會實施所述通信信道的重新分配。
根據本發明的另一個方面，提供了一種在包含基站與用戶單元的無線通信系統中支持多個通信速率的方法，該方法包含在該基站與該用戶單元之間建立初始通信鏈路；由該用戶單元傳送通信請求到該基站；為所請求的通信決定所需要的通信速率；以及分配足以支持所請求的通信的無線信道。
根據本發明的再一個方面，提供了一種在無線通信系統中支持多個通信速率的系統，該系統包含用戶單元，其具有建立通信鏈路的裝置，以支持請求的通信；以及基站，其具有為所請求的通信決定需要的通信速率的裝置，以及分配足以支持所請求通信的無線信道的裝置。
在理解下述優選實施例的說明之後，本發明的其它目的和優點將變得更明顯。
圖1是根據本發明的碼分多址擴頻通信系統的方框圖；圖2A是本發明用戶單元與ISDN終端之間接口的方框圖；圖2B是本發明用戶單元與POTS終端之間接口的方框圖；圖2C是本發明用戶單元與分組終端之間接口的方框圖；圖2D是本發明用戶單元與寬帶連接之間接口的方框圖；圖2E是本發明用戶單元與專線終端之間接口的方框圖；圖2F是本發明用戶單元與ISDN和POTS網絡之間接口的方框圖；圖2G是本發明用戶單元與寬帶和分組網絡之間接口的方框圖；圖2H是本發明用戶單元與專線網絡之間接口的方框圖；圖3是根據本發明用戶單元的方框圖；圖4是根據本發明RCS的方框圖；圖5是為ISDN業務動態分配帶寬的程序流程圖；圖6A和6B是為POTS業務在用戶單元和RCS之間建立承載信道的流程圖；圖7表示用戶單元和RCS之間通信的分層協議；圖8A圖示由用戶單元始發的簡化載體轉換方法；圖8B圖示由RCS始發的簡化載體轉換方法；和圖9A和圖9B是為ISDN業務在用戶單元和RCS之間建立承載信道的流程圖。
具體實施例方式
將參見
優選實施例，在全部附圖中同一標號表示同一部件。
本發明的系統使用一個或多個基站與至少一個遠程用戶單元之間的無線電鏈路提供本地環路電話業務。在示範實施例中，該無線電鏈路被描述成用於一個固定用戶單元(FSU)與一個基站間的通信，但該系統可同樣適用於包括多個基站的系統，所述基站具有到固定用戶單元和移動用戶單元(MSUs)的無線電鏈路。因此，固定和移動用戶單元在此將稱作用戶單元。
參見圖1，基站101向本地交換機103或任何其它電話網交換接口例如用戶交換機(PBX)提供呼叫連接，並包括至少一個無線電載波站(RCS)104、105、…、110。一個或多個RCS 104、105、110通過鏈路131、132、137、138、139連接到無線電分配單元(RDU)102，RDU 102通過經電話公司鏈路141、142、150發送和接收呼叫建立、控制和信息信號與本地交換機103對接。用戶單元116、119通過無線電鏈路161、162、163、164、165與RCS 104通信。可選地，本發明的另一實施例包括若干用戶單元和功能類似於RCS 104的「主用戶單元」。這樣一種實施例可以有也可以沒有到本地電話網的連接。
無線電鏈路161至165在CDS1800標準(1.71-1.785GHz和1.805-1.880GHz)、US-PCS標準(1.85-1.99GHz)和CEPT標準(2.0-2.7GHz)的頻帶內工作。雖然在所述實施例中使用這些頻帶，但本發明可同樣適用於包括整個UHF和SHF頻帶和從2.7GHz到5GHz頻帶的所有射頻頻帶。發射和接收帶寬分別是開始於7GHz的3.5MHz的倍數和開始於10MHz的5MHz的倍數。所述系統包括7、10、10.5、14和15MHz的帶寬。在本發明的示範實施例中，上行鏈路和下行鏈路之間的最小防護頻帶是20MHz，並希望至少是信號帶寬的三倍。雙工間隔在50到175MHz之間，所述發明使用50、75、80、95和175MHz。也可以使用其它頻率。
雖然該系統可以使用以一載波為中心的不同擴頻帶寬用於發射和接收擴頻信道，但本發明很容易擴展到使用多個擴頻帶寬用於發射信道和多個擴頻帶寬用於接收信道的系統。可選地，可以使用同一擴頻帶寬用於發射和接收信道，其中上行鏈路和下行鏈路將佔用同一頻帶。本發明也很容易擴展到多個CDMA頻帶，每個頻帶傳送各不相同的一組消息、上行鏈路、下行鏈路或上行和下行鏈路。
使用四相相移鍵控(QPSK)調製和奈奎斯特(Nyquist)脈衝整形在無線電鏈路161至165上傳輸擴展二進位碼元信息。然而，也可以使用其它調製技術，包括但並不僅限於偏置QPSK最小頻移鍵控(MSK)、高斯相移鍵控(GPSK)和M進位相移鍵控(MPSK)。
無線電鏈路161至165結合寬帶碼分多址(B-CDMATM)技術作為上行鏈路和下行鏈路方向上的傳輸模式。在多址系統中使用的CDMA(也稱作擴頻)通信技術是公知的，並由Donald Schilling在標題為同步擴頻通信系統和方法的美國專利US 5,228,056中描述。所述系統使用直接序列擴展技術。CDMA調製器生成可以是偽噪聲序列的擴頻擴展碼序列，並使用擴展碼序列為同相(I)和正交(Q)信道執行QPSK信號的複數直接序列調製。生成導頻信號，即未用數據調製的擴展碼，並與調製信號一起發送。導頻信號用於同步、載波相位恢復並用於估計無線電信道的脈衝響應。每個用戶單元111-118包括編碼生成器和至少一個CDMA調製器和解調器，兩者共同組成CDMA數據機。每個RCS 104、105、110具有至少一個編碼生成器加足夠的CDMA調製器和解調器用於用戶單元使用中的所有邏輯信道。
CDMA解調器使用合理處理來解擴信號以降低或消除多徑傳播效應。無線電鏈路支持數據速率為8、16、32、64、128和144kb/s的多條業務信道。與業務信道連接的物理信道以64k碼元/秒的速率工作。可以支持其它的數據速率並且可以使用向前糾錯(FEC)編碼。對於所述實施例，使用1/2編碼速率和約束長度為7的FEC。根據所用的編碼生成技術可以使用其它速率和約束長度。
再次參見圖1，RCS 104通過多條RF鏈路或例如1.533Mb/s DS1、2.048Mb/s E1的地面鏈路131、132、137或HDSL格式與RDU 102對接以接收和發送數字數據信號。雖然這些是典型的電話公司標準接口，但本發明並不僅限於這些數字數據格式。示範的RCS線路接口(圖1中未示)將線路編碼(例如HDB3、B8ZS、AMI)解碼並提取或生成幀信息，執行報警和業務信令功能以及信道專用環回和奇偶校檢功能。這為RCS 104、105、110提供用於處理的64kb/s PCM編碼或32kb/s ADPCM編碼電話業務信道或ISDN信道，下文將作更詳細的說明。根據序列生成技術可以使用其它話音壓縮技術。
本發明的系統還為POTS業務和ISDN業務支持RCS 104和用戶單元111之間的載體速率修改。用戶單元111-118可以與圖2A-2E中所示的電話單元170、本地交換機(PBX)171、數據終端172、ISDN接口173或其它類型的設備對接。來自電話單元170的輸入可包括話音、話音頻帶數據和信令。雖然本發明可適用於多個用戶單元111-118和多個RCS 104-110之間的通信，為簡便起見下文將參考一個特定用戶單元和RCS。如果輸入用戶單元的信號不是數字的，用戶單元111將模擬信號轉換成數字序列以傳輸給RCS 104。用戶單元使用諸如ADPCM技術以32kb/s或更低的速率將話音數據編碼。RCS 104檢測速率高於4.8kb/s的話音頻帶數據或傳真數據以修改業務信道載體速率用於未編碼傳輸。在傳輸之前可執行信號的A律、u律壓擴或者不執行。正如本領域技術人員所公知的，用於數字數據的數據壓縮技術例如空閒標誌刪除也可以用於節省容量和最小化幹擾。
為下行鏈路和上行鏈路方向使用不同的閉環功率控制方法控制RCS 104和用戶單元111之間無線電接口的發射功率電平。自動前向功率控制(AFPC)方法確定下行鏈路發射功率電平和自動反向功率控制(ARPC)方法確定上行鏈路發射功率電平。用戶單元111和RCS 104用於傳輸功率控制信息的邏輯控制信道以至少16kHz的更新速率工作。其它實施例可使用更快或更慢的更新速率，例如64kHz。這些算法確保用戶發射功率保持在可接收的誤碼率(BER)，維持最小系統功率以節省功率並使用戶單元111的功率電平保持在與RCS 104所接收的近似相等的電平上。
在用戶單元111的待用模式中本系統還使用可選的維護功率控制方法。當用戶單元111待用或關機以節省功率時，有時響應來自RCS104的維護功率控制信號用戶單元111啟動以調整其初始發射功率電平設置。由RCS 104通過測量用戶單元111的接收功率電平和本系統的功率電平並計算必需的初始發射功率來確定維護功率控制信號。該方法縮短了用戶單元111獲取信道以開始通信的時間，並在閉環功率控制降低發射功率之前的初始傳輸過程中防止用戶單元111的發射功率電平變得太高而幹擾其它信道。
RCS 104從諸如但並不僅限於E1、T1或HDSL接口的接口線路獲取時鐘同步。RCS 104還可使用振蕩器生成自己的內部時鐘信號，該振蕩器可以由全球定位系統(GPS)接收機調整。RCS 104生成可由遠程用戶單元111獲取的全局導頻編碼。RCS 104的所有傳輸信道與全局導頻信道同步。在RCS 104中用於邏輯通信信道的編碼生成器(圖1中未示)的擴展碼相位也與全局導頻信道的擴展碼相位同步。類似地，接收RCS104全局導頻編碼的所有用戶單元111-118使它們的編碼生成器的擴展和解擴編碼相位與全局導頻編碼同步。
典型地，現有技術的信道被看作通信路徑，該通信路徑是接口的一部分並可與接口的其它路徑相區別，而不考慮其內容。然而，對於CDMA通信，各通信路徑由它們的內容來區別。本發明的所有邏輯信道和子信道被映射成公共的64千碼元每秒(ksym/s)的QPSK數據流。使一些信道與相關導頻碼同步，該導頻碼由全局導頻碼生成並執行與其類似的功能。系統導頻信號不被看作邏輯信道。
在RCS 104和用戶單元111之間的RF通信鏈路上使用若干邏輯通信信道。每條邏輯通信信道或者具有一個固定的預定擴展碼或者具有一個動態分配的擴展碼。對於預定和分配的擴展碼，編碼相位都與全局導頻編碼同步。
擴展碼由用於生成編碼的種子(seed)指定。在RDU中有許多「主種子」，一部分組成全局主種子，其餘的組成分配主種子。RDU 102根據需要將這些主種子分配給RCS 104。全局主種子生成所有由RCS104在一個小區內使用的全局信道編碼。而分配主種子用於生成二級分配種子。一個主分配種子生成五十七(57)個二級分配種子。每個二級分配種子被輸入RCS 104和用戶單元111中的編碼生成器以生成一組分配信道編碼從而支持每條通信鏈路。在優選實施例中，分配每個RCS104一個用於生成全局信道編碼的全局主種子和兩個主分配種子。因此，RCS 104和它的相應用戶單元111-118可最多生成114個二級分配種子。由RCS 104分配每個二級分配種子以生成用於工作鏈路的編碼，從而允許足夠的編碼用於多達114個同時的通信鏈路。
邏輯通信信道被劃分成兩組1)全局信道；和2)分配信道。全局信道組包括或者從RCS 104向所有用戶單元111-118傳輸或者從任一用戶單元111-118向RCS 104傳輸而不考慮用戶單元111-118標識的信道。分配信道組中的信道是專用於RCS 104和特定用戶單元111之間通信的信道。
就全局信道組而言，全局信道組提供1)廣播控制邏輯信道，提供一點對多點業務用於向所有用戶單元111-118廣播消息和向用戶單元111-118尋呼消息；和2)接入控制邏輯信道，在全局信道上提供點對點業務用於用戶單元111-118接入系統並獲取分配信道。本發明的RCS104具有一條廣播控制邏輯信道和多條接入控制邏輯信道。本發明的用戶單元111-118具有至少一條廣播控制邏輯信道和至少一條接入控制邏輯信道。
由RCS 104控制的全局邏輯信道是廣播關於當前哪條業務信道和哪條接入信道可用的快速改變信息的快速廣播信道(FBCCH)，和廣播慢速改變系統信息和尋呼消息的慢速廣播信道(SBCCH)。
用戶單元111使用接入信道(AXCH)開始與RCS 104通信並接入分配信道。每條AXCH配有從RCS 104到用戶單元111的控制信道(CTCH)。RCS 104使用CTCH確認並應答用戶單元111的接入請求。與AXCH一起同步傳輸短接入導頻(SAXPT)和長接入導頻(LAXPT)以初始化接入並向RCS 104提供時間和相位基準。當用戶單元111提高發射功率以初始化接入RCS 104時由其發射SAXPT。因為SAXPT是相對較短的編碼，它允許RCS 104快速檢測用戶單元111並避免用戶單元111的功率過高。在1998年12月25日公開的標題為「使用短碼在CDMA系統中控制初始化功率升高的方法」的美國專利US 5,841,768中更加詳細地描述了關於使用SAXPT升高發射功率的更多細節。在RCS 104檢測到SAXPT之前，用戶單元111並不發射任何其它信號。一旦檢測到SAXPT，用戶單元111開始發射向RCS 104提供時間和相位基準並允許RCS 104確定信道脈衝響應的LAXPT。
就分配信道組而言，該組包括控制RCS 104和用戶單元111之間單條通信鏈路的邏輯信道。當形成分配信道組時，建立一對用於每條上行和下行連接的功率控制邏輯消息信道並根據連接類型建立一對或多對業務信道。載體控制功能執行所需的前向差錯控制、載體速率修改和加密功能。
當建立通信鏈路時每個用戶單元111-118具有至少一個分配信道組，並且每個RCS 104-110具有多個分配信道組，每組逐漸用於每條通信鏈路。一旦成功建立通信鏈路即為該通信鏈路建立邏輯信道的分配信道組。該分配信道組包括發送中的加密、FEC編碼和多路復用和接收中的解密、FEC解碼和多路分解。
每個分配信道組提供一組面向點對點業務的通信鏈路並在指定RCS 104和指定用戶單元111之間雙向工作。為通信鏈路形成的分配信道組可控制與單條通信鏈路相關的RF通信信道上的多個載體。多個載體用於傳送分布式數據例如但並不限於ISDN。分配信道組可為載體速率修改功能提供雙重業務信道以加速轉換到用於高速傳真和數據機業務的64kb/s PCM。
根據成功通信鏈路形成並包括在分配信道組中的分配邏輯信道專用於信令信道傳號線(OW)，APC信道和一個或多個業務信道(TRCH)，該業務信道是根據所支持業務的8、16、32或64kb/s的載體。對於話音業務，在業務信道上可支持中等速率編碼語音ADPCM和PCM。對於ISDN型業務，兩條64kb/sTRCH形成B信道且一條16kb/sTRCH形成D信道。可選地，APC子信道可獨立在自己的CDMA信道上調製，或者與業務信道或OW信道時分復用。
本發明的每個用戶單元111-118最多可支持三條同時業務信道。用戶單元最好用作POTS用戶單元112或ISDN用戶單元115。雖然根據本發明POTS用戶單元112並不支持ISDN業務，但可為任一種業務類型動態分配帶寬資源。例如，POTS用戶單元112可建立一條附加POTS線路並將其拆除，或者ISDN用戶單元115可動態增加B信道傳送載體或將它們拆除。對於POTS業務的動態帶寬分配，當前32kb/sADPCM業務將載體類型從32kb/s修改成64kb/s未編碼數據以支持傳真傳輸。由RCS 104通過監測2100Hz應答音的出現確定傳真呼叫的出現。
對於ISDN業務的動態帶寬分配，RCS 104監測ISDN D信道消息以確定何時請求B信道和何時將其拆除。一旦RCS 104確定需要改變承載信道分配，RCS 104初始化動態載體分配過程，下文將更詳細地說明該過程。TRCH的三種邏輯信道到用戶數據的映射如表一所示
表一業務類型到三種可用TRCH信道的映射根據本發明製造的用戶單元200一般如圖3所示。用戶單元200包括接收機部分202和發射機部分204。天線206從RCS 104接收信號，該信號由帶通濾波器208濾波，帶通濾波器208具有兩倍於碼片速率的帶寬和等於擴頻系統帶寬中心頻率的中心頻率。由混頻器210使用恆定頻率(Fc)本地振蕩器將濾波器208的輸出下變頻成基帶信號。然後通過在PN接收機生成器214中向混頻器212為每條邏輯信道施加一個PN序列擴頻解碼混頻器210的輸出。混頻器212的輸出被輸入編解碼器218，該編解碼器218與通信實體220對接。
來自通信實體220例如圖2A-2E所示裝置的基帶信號由編解碼器218脈衝編碼調製。優選使用32kb/s自適應脈衝編碼調製(ADPCM)。PCM信號被施加給PN發射機生成器224中的混頻器222。混頻器222為每條邏輯信道使PCM數據信號與PN序列相乘。混頻器222的輸出施加給低通濾波器226，其截止頻率等於系統碼片速率。然後濾波器226的輸出施加給混頻器228並被合適地上變頻，如施加給其它終端的載頻Fc所確定。然後上變頻後的信號通過帶通濾波器230到驅動天線234的寬帶RF放大器232。儘管圖示兩個天線206、234，優選實施例包括用於發射和接收的雙工器和單個天線。數位訊號處理器(DSP)236控制採集處理以及接收機和發射機PN生成器214、224。
根據本發明製造的包括多個RCS 104、105、110的基站101如圖4所示。為簡單起見，只圖示一個RCS 104。基站101包括接收機部分302和發射機部分304。天線306從用戶單元接收信號，該信號由帶通濾波器308濾波，帶通濾波器308具有兩倍於碼片速率的帶寬和等於擴頻系統帶寬中心頻率的中心頻率。混頻器310使用恆定頻率(Fc)本地振蕩器將濾波器308的輸出下變頻成基帶信號。然後通過在PN接收機生成器314中向混頻器312施加一個PN序列在每個數據機擴頻解碼混頻器310的輸出。然後混頻器316的輸出被發送給RDU 318。
從RDU 318接收基帶信號。優選使用32kb/s ADPCM信號。ADPCM或PCM信號在PN發射機生成器324中施加給混頻器322。混頻器322使ADPCM或PCM數據信號與PN序列相乘。混頻器322的輸出施加給低通濾波器326，其截止頻率等於系統碼片速率。然後濾波器326的輸出施加給混頻器328並被合適地上變頻，如施加給其它終端的載頻Fc所確定的。然後上變頻後的信號通過帶通濾波器330到驅動天線334的寬帶RF放大器332。儘管圖示兩個天線306、334，優選實施例包括用於發射和接收的雙工器和一個天線。數位訊號處理器(DSP)336控制採集處理以及接收機和發射機生成器314、324。
該系統在RCS 104和多個用戶單元111-118之間提供無線鏈路。為了儘可能地節約帶寬，該系統選擇性地分配支持特定通信所需傳輸速率所需要的帶寬。這樣，系統確保有效地使用帶寬。例如，重新參見表一，通過32kb/s的自適應脈衝編碼調製(ADPCM)信道可有效地傳送話音通信。然而，高速傳真或數據數據機信號需要至少64k/bsPCM信號以可靠地傳輸通信。另外，雖然用戶單元已經為ISDN業務付費，該業務包括兩條64kb/s的B信道和一條16kb/s的信道，但很少一直使用全部ISDN容量。多種不同的數據傳輸速率也可由始發和終接節點使用。
該始發和終接節點可包括計算機、傳真機、自動呼叫和應答裝置、數據網絡或這些設備的任一組合。為了數據的強壯通信，在任何數據傳輸之前必須確保通信系統轉換到通信節點所需的數據傳輸速率。該系統必須能夠有效地分配帶寬並根據用戶請求在這些數據通信速率之間動態地轉換。從低速率(支持話音通信)到高速率(支持編碼數據通信)傳輸速率的修改確保在通信信道上可靠快速地傳輸數據。另外，如果即將分配ISDN D信道並且需要一個或兩個B信道，該系統必須確保啟動編碼生成器以支持該通信。
對於POTS，存在兩種或者修改承載信道(TRCH信道)或者增加或拆除一條新承載信道的基本情況。第一，將承載信道從32kb/s的編碼ADPCM型修改為64kb/s非編碼的PCM業務以支持傳真傳輸。第二，當在進行OAM呼叫(內務、管理和維護)用戶摘機時，或當在進行POTS呼叫開始OAM呼叫時，增加或拆除一條新承載信道。當在進行OAM無聲呼叫時，用戶單元112可以通過監測用戶單元112和通信裝置170(掛機/摘機傳感器)之間A/B接口上的變化確定用戶在開始一個新POTS呼叫。關於為POTS動態分配帶寬的更多細節可在於1998年8月25日公開的標題為「碼分多址(CDMA)通信系統」的美國專利US5,799,010中發現。
對於ISDN業務，動態帶寬分配是指根據需要在D、D和B或D和2B承載信道配置中選擇性地分配D和B信道並在它們空閒時予以拆除。ISDN D信道傳送控制消息並且當ISDN呼叫還在進行時不能被拆除。因此，用於ISDN業務的動態帶寬分配僅涉及B信道的增加和拆除。
參見圖5將更詳細地說明根據本發明用於為ISDN業務動態分配帶寬的過程400。當開始一個ISDN呼叫時，首先建立D信道(步驟402)。通過信道D上的消息從主叫ISDN裝置到被叫ISDN裝置傳遞特定應用所需的帶寬(步驟404)。這些消息以HDLC格式並且RCS 104通過HDSL接口監測這些消息(步驟406)。一旦RCS 104確定需要多少條B信道(步驟408)，它開始在空中接口上建立這些承載信道(步驟410)。在ISDN呼叫過程中RCS繼續在D信道上監測HDLC消息並確定是否將接入或斷開附加B信道。如果附加B信道應當被接入或斷開，RCS 104開始在空中接口上建立或拆除承載信道(步驟414)。
將參見圖6A和6B描述表示承載信道建立簡化過程600的流程圖。在發送SAXPT(步驟604)時用戶單元111快速提高其發射功率(步驟602)。當RCS 104檢測到SAXPT(步驟606)時，它在FBCCH上將業務指示比特置為「紅」(步驟608)以通知用戶單元111它已經被檢測。RCS104發送FBCCH(步驟610)。用戶單元111監測FBCCH(步驟612)並且當它發現FBCCH上的「業務指示」變紅時停止快速升高(步驟614)。然後在發送LAXPT時(步驟618)用戶單元111開始慢速提高其發射功率(步驟616)。當RCS獲得LAXPT時(步驟620)，它在CTCH上通過SYNC-OK消息通知用戶單元111(步驟622)。這完成了接入過程的發射功率提高部分。
在用戶單元111在CTCH上接收到SYNC-OK消息後(步驟624)，它在AXCH上發送接入請求消息(步驟626)。一旦接收到該請求(步驟628)，RCS 104用CTCH上包括分配編碼種子的消息確認AXCH消息的接收(步驟630)。用戶單元111在AXCH上檢測並確認傳送分配編碼種子的載體確認消息(步驟632和634)，RCS 104檢測該確認(步驟636)。現在已協商編碼轉換，用戶單元111和RCS 104同時轉換以使用該分配編碼(步驟638和640)。現在建立了承載信道。
圖7表示用戶單元111和RCS 104之間通信的分層協議並與開放系統互連(OSI)參考模型相對應。物理(PHL)層執行下述功能1)生成CDMA編碼；2)使發射機和接收機同步；3)為媒體訪問控制(MAC)層提供載體；4)在由MAC指定的CDMA編碼上並以MAC指定的功率電平擴展和傳輸比特；5)測量接收信號強度以允許自動功率控制；和6)生成並傳輸導頻信號。MAC層執行下述功能1)為前向糾錯(FEC)編碼和解碼；2)分配CDMA編碼；3)加密和解密；4)提供被合適加密和糾錯的載體；5)成幀、檢錯和區別MAC對等消息和數據；6)鏈路控制(DLC)幀；和7)處理自動功率控制信息。數據鏈路控制層(DLC)在協議堆棧的高層之間提供無差錯鏈路。
如圖8A所示，用戶單元111和RCS 104之間的信令涉及該協議的MAC和DLC層。一旦如上所述為POTS業務建立承載信道，該業務可用並保持不變直到它被拆除或者直到在同時進行OAM呼叫或POTS呼叫的情況下被修改以支持傳真傳輸或第二呼叫。當正在進行一個OAM呼叫並且用戶單元111開始一個POTS業務呼叫，進入圖8A所示的過程。該圖表示由用戶單元111發起的簡化載體轉換方法。消息在用戶單元111的數據鏈路控制層(DLC)、媒體訪問控制層(MAC)和RCS 104中的相應層之間傳送。首先，用戶單元111的DLC層向用戶單元111的MAC層發出一個轉換請求，該MAC層將該轉換請求提交給RCS 104的MAC層。RCS 104在MAC層上向用戶單元111發送一個確認並向RCS 104的DLC層發送一個轉換指示。在用戶單元111中，在MAC層上從RCS104發出的轉換確認被發送給用戶單元111的DLC層。
當正在進行一個POTS業務呼叫並且RCS 104向同一用戶單元111發出一個OAM呼叫時，進入圖8B所示的過程。該圖表示由RCS 104發起的簡化載體轉換方法。RCS 104在MAC層上向用戶單元111始發一個轉換指示消息。然後用戶單元111通過DLC層中繼該消息。
將參見圖9A和9B說明為ISDN建立承載信道。步驟902-940與圖6A和6B中的相應步驟602-640相同。然而，在用戶單元111和RCS104都轉換到分配編碼(步驟938和940)之後需要若干附加步驟。一旦用戶單元111和RCS 104轉換到分配編碼(步驟938和940)ISDN D信道變得可用。在這裡用戶單元111和ISDN裝置之間的S/T接口已經是可用的。RCS 104開始監測HDLC格式的D信道消息(步驟942)。一旦檢測到特定應用需要一個或多個B信道(步驟944)，RCS 104開始在空中接口上建立這些承載信道。然後根據圖5所示的過程繼續處理。用於該過程的MAC和DLC消息流與圖8B中相同。
通過相同的消息流接入或斷開用於POTS和ISDN的承載信道。由D信道消息相應欄位中的值指示承載信道是接入還是斷開。因此圖8B中的流程圖應用於動態接入承載信道以及動態斷開承載信道。
雖然已經通過詳細參考某些特定實施例描述本發明，這些細節將是指導性而非限制性的。對於本領域的技術人員很明顯，在不脫離在此教導中所公開的本發明精神和範圍的情況下，可在工作模式和結構中進行各種改變。
權利要求
1.一種支持與使用多個通信信道的基站的多個通信速率的方法，該方法包含處理用以傳送的第一通信；連續地決定需要用來支持該第一通信的數據速率；對應所述決定步驟，分配足夠的通信信道數，以通過上述信道以該數據速率進行傳送；當所需要的數據速率改變時，將會實施所述通信信道的重新分配。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述的分配步驟分配了第一數據速率的D個信道且分配了第二數據速率的B個信道，其中該第二數據速率大於該第一數據速率。
3.一種在包含基站與用戶單元的無線通信系統中支持多個通信速率的方法，該方法包含在該基站與該用戶單元之間建立初始通信鏈路；由該用戶單元傳送通信請求到該基站；為所請求的通信決定所需要的通信速率；以及分配足以支持所請求的通信的無線信道。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所請求的通信是通過簡易老式電話業務、綜合業務數字網、變動比特率數據業務、寬帶業務、專線業務或分組數據業務等來請求。
5.根據權利要求4所述的方法，其中在所請求的通信通過綜合業務數字網進行請求的情況下，所需要的通信速率由通過綜合業務數字網的D信道傳送到該用戶單元的信息所決定。
6.根據權利要求5所述的方法，其中該無線信道的數目是根據所請求的綜合業務數字網的B信道與D信道的數目所決定的。
7.根據權利要求3所述的方法，其中分配無線信道的步驟包含為所述的用戶單元選擇足夠的碼分多址系統的編碼數目。
8.根據權利要求7所述的方法，其中所述編碼是由使用分配的主要種子的基站所產生。
9.根據權利要求8所述的方法，其中由該分配的主要種子所產生的至少一次要的分配種子分配給該用戶單元。
10.根據權利要求3所述的方法，其更包含下列步驟監控所需要的通訊速率的改變；以及根據上述改變調整信道分配。
11.根據權利要求10所述的方法，其中所需要的通信速率的改變是以所述的綜合業務數字網的D信道所傳送的信息所監控的。
12.一種在無線通信系統中支持多個通信速率的系統，該系統包含用戶單元，其具有建立通信鏈路的裝置，以支持請求的通信；以及基站，其具有為所請求的通信決定需要的通信速率的裝置，以及分配足以支持所請求通信的無線信道的裝置。
13.根據權利要求12所述的系統，其中所請求的通信是通過通過簡易老式電話業務、綜合業務數字網、變動比特率數據業務、寬帶業務、專線業務或分組數據業務等來請求。
14.根據權利要求13所述的系統，其中在所請求的通信通過綜合業務數字網進行請求的情況下，所需要的通信速率由通過綜合業務數字網的D信道傳送到該用戶單元的信息所決定。
15.根據權利要求14所述的系統，其中該基站分配足以支持所請求的綜合業務數字網的B信道與D信道的無線信道。
16.根據權利要求12所述的系統，其中該基站為所述的用戶單元選擇足夠的碼分多址系統的編碼數目。
17.根據權利要求16所述的系統，其中該基站更包含使用分配的主要種子以產生編碼的裝置。
18.根據權利要求17所述的系統，其中該基站分配至少一從所述分配的主要種子分配中所產生的次要的分配種子給該用戶單元。
19.根據權利要求12所述的系統，其更包含下列步驟監控所需要的通訊速率的改變的裝置；以及根據上述改變調整信道分配的裝置。
20.根據權利要求19所述的系統，其中該基站以所述的綜合業務數字網的D信道所傳送的信息監控所需要的通信速率的改變。
全文摘要
一種CDMA無線數字通信系統，使用最小帶寬為特定應用提供所有類型的話音和數據通信。該系統根據用戶請求有效地分配ISDN帶寬。根據用戶初始化，系統建立信道並生成必需的擴展碼以支持用戶單元所需的最高容量信道。不預留部分通信頻譜帶寬直到用戶單元實際請求。因為在來自用戶單元的呼叫開始時執行呼叫建立，包括擴展碼的分配，用戶單元可快速地獲得支持特定應用所需的部分頻譜。
文檔編號H04W24/00GK1905384SQ200610099949
公開日2007年1月31日 申請日期1998年5月26日 優先權日1997年6月16日
發明者法蒂赫M·厄茲魯特克 申請人:交互數位技術公司